Lesní ekosystém

Lesní ekosystém můžeme definovat jako místo v krajině, kterému dominují především stromy a je tvořeno živými organismy (mikroorganismy, rostlinami a živočichy), které interagují mezi sebou navzájem a také s okolním prostředím. Součástí lesního ekosystému jsou i mrtvé organismy v různém stádiu rozkladu. Lesní ekosystém je složitý biofyzikální systém, jež  můžeme chápat spíše jako soubor procesů, než jako soubor jednotlivých složek (Kimmins et al., 2004)¹.

V každém ekosystému je možné rozlišit výrazné potravní a energetické vazby. Všechny složky ekosystému jsou vzájemně propojeny výměnou, resp. koloběhem látek a tokem energie (od sluneční energie, přes autotrofní organismy až po dekompozitory). Živé organizmy lze podle jejich převažující funkce rozdělit na producenty, konzumenty a dekompozitory. Dalšími důležitými znaky ekosystémů jsou neustálý vývoj a samoregulace, která podmiňuje stabilitu ekosystému (Suchomel et al., 2010) ³.

Lesní ekosystémy jsou otevřené systémy, v tom slova smyslu, že jsou schopny energetické a látkové výměny s jinými ekosystémy včetně atmosféry. Lesní ekosystém, na rozdíl od uzavřených laboratorních systémů, nikdy nedospěje rovnovážného stavu (Waring et Running, 2007) ².

Kimmins et al.1 uvádí pět atributů, kterými se vyznačují lesní ekosystémy. Jedná se o strukturu, funkci, komplexitu, interakce mezi složkami a procesy ekosystému a změnu v průběhu času.

Na struktuře lesního ekosystému se podílejí jak složky neživé – abiotické, tak složky živé – biotické. Poměrně dobře jsou kvantifikovány fyzikální prvky abiotického prostředí (záření, teplo, chemismus ovzduší, půdy apod.). Obtížnější je to však se složitějšími látkami organického původu, které tvoří těla živých organismů nebo jsou obsaženy v půdní organické hmotě. Při obrovské rozmanitosti těchto látek a početnosti mikroorganismů, rostlin a živočichů je biochemická a taxonomická inventarizace zatím nedostatečná (Suchomel et al., 2010) ³.

Struktura ekosystému se odráží v horizontálním i vertikálním uspořádání živých rostlinných společenstev – biocenóz. Vertikální strukturu tvoří v tzv. lesní patra – biostrata. Každé z pater obývá specifické společenstvo – stratocenóza (Suchomel et al., 2010) ³.

Nejvýznamnější funkcí lesního ekosystému je tvorba biomasy, která je výsledným produktem fotosyntézy. Množství vytvořené biomasy závisí především na celkové ploše listů a na efektivnosti fotosyntézy. Tvorba listové plochy a fotosyntetická efektivita se liší u jednotlivých druhů rostlin, ale obecně platí, že jsou limitovány dostupností živin, vody a světla. Část vytvořené biomasy tvoří energetický zdroj pro některé organismy, část je využita v procesu respirace, další část biomasy odumírá a tvoří půdní organickou hmotu.

Rostlinná složka lesního ekosystému je závislá na interakcích (vztazích) s jinými složkami ekosystému. Druhové složení vegetace, míra změn v tomto složení, míra akumulace rostlinné biomasy, míra jakou vyvíjející se rostlinná společenstva pozměňují půdu a mikroklimatický ráz jsou závislé na regionálním klimatu. Dále jsou ovlivněny polohou a svažitostí terénu, půdními vlastnostmi (zejména půdní vlhkostí, úrodností, drenáží a aerací) a také živočichy, kteří ovlivňují přílet, uhnízdění a přežití spor a semen jednotlivých druhů rostlin, jejich růst, kompetitivní interakce a mortalitu rostlinných druhů v průběhu času (Kimmins et al., 2004) ^1.

V rámci jednotlivých populací vzniká množství vzájemných mezidruhových vztahů. Vzájemné vztahy mohou být jak oboustranně záporné, tak i naopak prospěšné. Dalším typem vztahu jsou ty, při nichž má ze vztahu prospěch jedna strana, zatím co druhá je ovlivněna záporně. Nebo má jedna strana ze vztahu prospěch či neprospěch, zatím co u druhé nemá ani negativní ani pozitivní odezvu. Mezi základní biotické vztahy řadíme: konkurenci (kompetici), predaci, amensalismus, komensalismus a mutualismus (Suchomel et al., 2010) ³.

Kimmins¹ rozlišuje tři hlavní aspekty komplexity lesního ekosystému:

1. strukturní, funkční a druhová diverzita,
2. změny v charakteristikách alfa diverzity napříč místní (lokální) krajinou (včetně konkrétního klimatického regionu) a také napříč klimatickými regiony a kontinenty,
3. změny, které nastávají v ekosystému po jeho zničení (ohněm, větrem, sněhem, povodněmi hmyzem, onemocněními, patogeny a zotavení ekosystému autogenní sukcesí.
4. Suchomel³ chápe alfa diverzitu jako biodiverzitu v rámci jednoho společenstva či stanoviště. Beta diverzita (diverzita krajiny) popisuje strukturní komplexitu prostředí a je mírou rozdílnosti či naopak podobnosti druhového složení mezi společenstvy podél určitého gradientu prostředí, zeměpisné šířky či mezi společenstvem a jeho okolím. Je tím vyšší, čím méně společných druhů společenstva obsahují. Gama diverzita (regionální či nadregionální) je celkovou diverzitou dané oblasti a je definována součinem beta diverzity a průměrem alfa diverzity. V jiném pojetí je obdobou beta diverzity ve větším měřítku, porovnávající rozdíly mezi druhovým složením společenstev v různých regionech.